礦井設(shè)計一、 井田概況某井田含有兩層煤，煤層厚度分別為m6m,m8m，走向長12度8km，傾斜長度1860m，煤層間距10m，煤層傾角34°，煤層露頭深度為72m，設(shè)計生產(chǎn)能力為180萬t/a。瓦斯等級屬于低瓦斯礦井。地表較為平坦，水文地質(zhì)簡單，煤層頂?shù)装寰鶠橹械确€(wěn)定砂巖。初步設(shè)計礦井開拓方式，并初步分析大巷布置方式，同時設(shè)計井底車場。二、 井田開拓一、儲量計算1、 礦井地質(zhì)資源量計算Z二8000xl860x(6+8)xl.25二26040萬t2、 礦井資源/儲量計算以勘探地質(zhì)報告為基礎(chǔ)，礦井可行性研究和初步設(shè)計階段的礦井工業(yè)資源/儲量計算按下式計算：Z=Z+Z+Z+Z +Zkglllb122b2M11 2M22 333Z――礦井工業(yè)資源/儲量；gz――探明的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；lllbZ 控制的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；l22bZ 探明的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；2MllZ 控制的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；2M22Z 推斷的資源量；k――可信度系數(shù)，取0.7?0.9,地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定的取0.9；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存不穩(wěn)定的取0.7。根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源儲量中，60%是探明的，30%是控制的，10%是推斷的。根據(jù)煤層厚度和地質(zhì)，在探明和控制的資源量中，70%的是經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量，30%的是邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量，則礦井工業(yè)/資源儲量：Z二26040x60%x70%二10936.8萬t111bZ二26040x30%x70%二5468.4萬t122bZ 二26040x60%x30%二46872萬t2M11Z 二26040x30%x30%二2343.6萬t2M22因為地質(zhì)條件簡單，k取0.9,則Zk二26040x10%x0.9二2343.6萬t333則Z=10936.8+546&4+4687.2+2343.6+2343.6=25778.8萬tg3、 礦井設(shè)計資源/儲量礦井設(shè)計資源/儲量可按下式計算z二(Z-P)sg1式中z 礦井設(shè)計資源/儲量；SP——斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑物煤1柱、露頭煤柱、水平面煤柱等永久煤柱損失量之和。P按礦井設(shè)1計資源/儲量的3%估算。則Z二25778.8x97%二25005.4萬tS4、 礦井設(shè)計可采儲量礦井設(shè)計可采儲量Z二25005.4X80%二20004.3萬tk二、礦井設(shè)計生產(chǎn)能力和服務(wù)年限參照大型礦井服務(wù)年限的下限（大于50a）的要求，T取70年，儲量備用系數(shù)取1.4,則礦井設(shè)計生產(chǎn)能力A為：人Z20004.3 “…匸A=r= =204.1萬tTK70x1.4根據(jù)煤層賦存情況和設(shè)計可采儲量，按煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范規(guī)定，將礦井設(shè)計生產(chǎn)能力A確定為120萬t/年，則礦井服務(wù)年限為”Z20004.3T=k= =79.4年AK180x1.4三、階段劃分和開采水平設(shè)置在礦井設(shè)計中，確定合理的水平垂高或階段垂高，是井田劃分中的重要問題。水平高度確定的合理與否，不僅影響礦井的基本建設(shè)投資，同時還要影響生產(chǎn)技術(shù)的合理性以及生產(chǎn)費用的大小，而且水平高度一經(jīng)確定，將要在較長的時間內(nèi)影響礦井的生產(chǎn)成本與效果。因此，合理的開采水平高度，需要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較才能確定。本礦年產(chǎn)量180萬噸，井田走向長度8000m,傾斜長度1860m,煤層可采總厚度14m,其中上層煤厚6m,下層煤厚8m,間距10m,煤層傾角34°。在確定本礦的水平高度時，考慮了以下幾個主要因素：1） 保證采區(qū)正常接替與均衡生產(chǎn)在采區(qū)的生產(chǎn)能力，采區(qū)走向長度及煤層厚度一定時，階段垂高不同，其服務(wù)年限也應(yīng)不同。階段垂高小，則采區(qū)服務(wù)年限短，采區(qū)搬家頻繁，造成采掘關(guān)系緊張，均衡生產(chǎn)時間短。另外，采區(qū)車場、硐室等巷道工程也得不到充分利用。2） 階段內(nèi)具有合理的區(qū)段數(shù)目本礦屬近水平煤層，煤層間距也不大，可設(shè)置一個開采水平進行集中開采。近水平煤層開采水平垂高的確定，主要取決于煤層的賦存條件，與煤層內(nèi)布置的工作面關(guān)系不大。3） 要保證開采水平有合理的服務(wù)年限及足夠的儲量水平內(nèi)的煤炭儲量要保證開采水平有一個合理的服務(wù)年限。在這個服務(wù)年限內(nèi)，設(shè)備、井巷工程等都得到合理的利用，同時又避免延深頻繁，接續(xù)緊張。根據(jù)井田斜長或垂高大小、開采煤層數(shù)目的多少、層間距遠近和傾角陡緩的不同，井田內(nèi)可以設(shè)計一個或者多個開采水平。由于該煤層組傾角為34°屬于中斜煤層，并不適合采用下山開采，只能采用上山開采，考慮到煤層傾向長度為1860M，若采用一個開采水平開采多個上山，開采時施工難度和經(jīng)濟效益并不理

想，則確定一個水平只開采一個上山。井田內(nèi)劃分的階段數(shù)目取決于井田斜長、階段垂高或者階段斜長。初步確定將該井田劃分為3個水平3個階段進行開采。階段斜長：1860/3=620m;階段垂高：620xsin34°=346.7m水平標高：第一水平：-(346.7+72)=-41&7m;第二水平：-(346.2x2+72)=-764.4m;第三水平：-(346.2x3+72)=-132&1m。井田劃分為階段概平區(qū)段斜長：緩傾斜煤層的階段，區(qū)段數(shù)可取3?5個，而中斜和急斜煤層的階段，區(qū)段數(shù)可取2?3個。則將一個采區(qū)劃分為2個區(qū)段，則每個區(qū)段斜長分別為620/2=310m,mm煤12層厚度分別為6m和8m,屬于厚煤層，開采方式采用綜采長壁放頂煤采煤法，區(qū)段保護煤柱20m，則采煤工作面的長度為

310-20-10-10=270m。我國綜采放頂煤工作面長度一般＞150m,高產(chǎn)高效＞200m，最長300m,該工作面年產(chǎn)量為180萬t,設(shè)計為270m的工作面長度合理。8QlU1Q2C1C2山C3|JeJ丿Js^20m^20m四、井筒布置4.1井筒形式的確定礦井開拓，就其井筒形式來說，一般有以下幾種形式：平硐、斜井、豎井和混合式。下面就幾種形式進行技術(shù)分析，然后進行確定采用哪種開拓方式方式。平硐：一般就是適合于煤層埋藏較淺，而且要有適合于開掘平硐的高地勢，也就是要有高于工業(yè)廣場以上的一定煤炭儲量，這是主要的方面，可就是這一點，本井田不能滿足要求，本井田地勢比較平緩，高低地的最大高差也不過幾十米，而且煤層埋藏較深，很顯然，利用平硐開拓對于本井田來說是沒有可行性的。故舍掉。但是，平硐開拓也有它的好處，首先，它減少了斜井、豎井開拓的提升費用，運輸和排水等費用也大幅度降低，條件好的可將標準鐵路直接延伸到井內(nèi)。本井田的地質(zhì)條件無法滿足這方面的要求，所以不能用平硐開拓。斜井：利用斜井開拓首先要求煤層埋藏較淺、傾角較大的傾斜煤層，且當(dāng)?shù)氐乇頉_積層較厚，利用豎井開拓困難時，即便是煤層埋藏較深，不惜打較長的斜井井峒的條件下才可能使用，而本井田的條件卻不盡如此，全部的可采煤層均賦存于-72米以下，最深達-1500米。這樣一來，如果按照皮帶斜井設(shè)計時，傾角不超過17度的話，此時斜井的井峒長度將是很大的。我們知道，太長的斜井提升幾乎是不可能的，而且工程量也是非常巨大的，跟著相關(guān)的維護和運輸?shù)荣M用也會大幅度的增加，以上種種因素決定了本井田使用斜井開拓也是不可行的。豎井：適用于開采煤層埋藏較深且地表附近沖積層不厚的情況，而且越是這種情況就越顯示出豎井的優(yōu)越性。本井田的煤層埋藏較深，地表附近的沖積層又比較薄，它對井筒的開鑿將不會造成影響。而且立井開拓的一大好處就是，如果基巖賦存較穩(wěn)定時，開鑿以后，其維護費用幾乎為零，本井田采用立井開拓時，對于煤炭的提升也較為合適。混合式：對于本礦井來說。由于利用平硐和斜井都是不可行的，所以混合式也就不予考慮。4.2井筒位置及數(shù)目的確定井筒位置的確定，主要是根據(jù)以下一些原則進行的。在煤層走向方向盡量位于井田的中央，即要求其兩翼的長度大致相等。這主要是考慮到礦井的煤炭運輸問題。井筒設(shè)在井田中央（儲量分配的中央），可使沿井田走向的井下運輸?shù)墓ぷ髁孔钚。财谝灰磉吔鐣r的相應(yīng)井下運輸工作量要較前者為大。井筒設(shè)在井田中央時，兩翼產(chǎn)量分配、風(fēng)量分配比較均衡，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力較小。井筒偏于一翼時，一翼通風(fēng)距離長、風(fēng)壓增大。當(dāng)產(chǎn)量集中于一翼時，風(fēng)量成倍增加，風(fēng)壓按二次方關(guān)系增加。如果要降低風(fēng)壓，就要增大巷道端面，增加掘進工程量。井筒設(shè)在井田中央時，兩翼分擔(dān)產(chǎn)量比較均衡，各水平兩翼開采結(jié)束的時間比較接近。如井筒偏于一側(cè)，一翼過早采完，然后產(chǎn)量集中于另一翼，將使運輸、通風(fēng)過分集中，采煤掘進互相干擾，甚至影響全礦生產(chǎn)。所以當(dāng)井筒位于井田內(nèi)的煤炭儲量中心時，全礦的運輸費用達到最低，當(dāng)井筒位于井田一翼而形成單翼開采時，礦井的運輸費用將增加一倍。這樣，由于技術(shù)上的不合理而帶來經(jīng)濟上的不合理，所以布置單翼開采的井田顯然是不可行的。井筒布置方案分析

方方案C方案A 方案方案C對比優(yōu)點a初期（第一水平）工程量及建井工期最短。b工業(yè)廣場壓煤最少優(yōu)點a初期（第一水平）工程量及建井工期最短。b工業(yè)廣場壓煤最少a石門長度較短b沿石門工程量最少煤層斜長適中，有利采區(qū)布置a煤系基底有含水特大的巖層不允許井筒穿過時可采用b有利于深部及向下擴展缺點a總石門工程量較大b缺點a總石門工程量較大b布置下水平巷道石門很長而增大了運輸量.工程量a布置下水平巷道石門有部分工程量b工業(yè)廣場壓煤增大a初期工程量較大b工業(yè)廣場壓煤最大c石門長度及沿石門運輸長度較大方案比較：煤層的可采厚度大，為減少工業(yè)場地煤柱損失及適當(dāng)減少工程量，可考慮使井筒設(shè)在傾斜中部靠上的適當(dāng)位置并應(yīng)使保護煤柱不占初期投產(chǎn)部分。對開采厚煤層時損失是嚴重問題，井筒應(yīng)靠近煤層淺部。在傾斜方向上也要盡量位于中心，同時兼顧各水平井底車場的布置形式及位置。本井田位于-72米一-1500米之間，煤炭埋藏較深，因此井筒在傾斜方向的位置，如果位于其正中心或煤層深部，它的壓煤量是比較大的，同時，井筒的掘進深度將達到1000米，工程造價也是比較高的，考慮以上因素，井筒在傾斜方向上不能位于其正中心或深部。另外，本設(shè)計采用三個水平開采，所以確定此處的井筒位置，第二水平在-760m，開采第三水平時考慮延伸井筒，以節(jié)省工程造價，同時減少井筒的維護費用，這樣也就確定了井筒在傾斜方向上的位置。井筒位置的確定，要顧及井口標高及地面工業(yè)廣場的布置，由于考慮到最高洪水位，所以要求井筒的位置確定的井口標高在+45米以上。另外，地面工業(yè)場地的布置也基本上決定井筒的位置，一般要求工業(yè)廣場盡量布置集中，達到不占良田、少占農(nóng)田的原則，還要求整個工業(yè)場地要布置在地勢比較平緩的地帶，使得場地內(nèi)的建筑不受大的影響。井筒盡量不穿斷層、破碎帶，井底車場圍巖較好。避免初期搬遷村莊。盡量使工程量少、投資小，便于井下采區(qū)劃分，同時有利于通風(fēng)、行人安全。本井田傾斜長度平均為I860米，由于以上技術(shù)原因，決定了井筒的位置時不選用方案A和C。綜上所述，可先確定主井坐標為（1256800、11005000）;根據(jù)［煤礦安全規(guī)程］規(guī)定,礦井各個出口之間的距離不得小于30m,同時考慮井上下生產(chǎn)流程能合理銜接以及井塔施工安裝和設(shè)備

布置的需要，將副井坐標定為（1256830、11005030）;根據(jù)本地區(qū)的風(fēng)向，考慮對礦區(qū)污染的影響，將風(fēng)井坐標定為（12568200、11005100）。1）本礦年產(chǎn)量180萬噸，屬大型礦井，在開拓時，決定采用三個立井：主井、副井和風(fēng)井。這樣確定的井筒數(shù)目可以滿足礦井提煤、運料、通風(fēng)的要求，保證礦井生產(chǎn)高產(chǎn)、高效、安全，有助于本礦的正常有序發(fā)展。附：井筒詳細情況表井筒詳細情況表井筒名井筒用途 井筒長度稱斷面尺寸直徑（m）凈斷面主井提升 7606.5積,m井筒名井筒用途 井筒長度稱斷面尺寸直徑（m）凈斷面主井提升 7606.5積,m33.2副井輔助提升、通風(fēng)7604.515.9風(fēng)井 回風(fēng)兼安全出7604.515.9五、大巷和上山布置1、大巷布置該井田主要有mm煤層兩層煤，厚度分別為6m和8m,煤層12間距為10m，則大巷的布置方式采用集中大巷布置。在開采水平內(nèi)，用一組集中大巷對整個采區(qū)內(nèi)的階段進行運輸和通風(fēng)等任務(wù)。區(qū)段集中巷的作用是：使生產(chǎn)集中在區(qū)段內(nèi)，區(qū)段內(nèi)可以保持多工作面開采，增加采區(qū)生產(chǎn)能力；各超前平巷隨采隨棄；減少維護時間和長度，降低維護費用；布置可靠的能力較大的集中運輸系統(tǒng)，減少設(shè)備臺數(shù)；改善采掘接替關(guān)系。機軌分煤巖區(qū)段集中巷布置：煤層底部是中等穩(wěn)定的砂巖，故將集中運輸平巷布置在m煤層下部的巖層之中，距m煤層22距離為10m,維護容易。將集中軌道平巷布置在m煤層的底板之2中，沿煤層先掘，可以探明煤層變化的情況，為掘進巖石運輸集中平巷時取直和定向創(chuàng)造了條件，在下區(qū)段投產(chǎn)時還可以利用軌道集中平巷回風(fēng)。設(shè)置軌道集中平巷后，各煤層區(qū)段平巷超前掘進以及回采期間運輸材料和設(shè)備都比較方便。在煤層頂板含水較大的情況下，集中平巷還可以做泄水巷，不影響煤的運輸。軌道集中平巷布置在煤層中，容易受到采動的影響，維護較巖巷困難。在煤層邊境設(shè)置一條回風(fēng)集中平巷，便于mm煤層之中的12巷道通風(fēng)，避免掘進各工作面與回風(fēng)大巷的聯(lián)絡(luò)巷，減少掘進量?！?■1112、上山布f■?■111《煤礦安全規(guī)程》第一百一十三條規(guī)定：高瓦斯礦井、有煤(巖)與瓦斯突出危險的礦井的每個采區(qū)和開采容易自然煤層的采區(qū)，必須設(shè)置一條專用回風(fēng)巷；低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的采區(qū)，必須設(shè)置一條專用回風(fēng)巷。根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展、開采條件變化和安全要求，可以增設(shè)第三條專門通風(fēng)和行人的上山，如：生產(chǎn)能力大的厚煤層采區(qū)，或煤層群集中聯(lián)合準備采區(qū)。生產(chǎn)能力較大、瓦斯量涌出也很大的采區(qū)，特別是下山采區(qū)。生產(chǎn)能力較大，經(jīng)常出現(xiàn)上下區(qū)段同時生產(chǎn)，需要簡化通風(fēng)系統(tǒng)的采區(qū)。運輸上山和軌道上山均布置在底板巖層中，需要探明煤層情況，或為提前掘進其他采區(qū)巷道的采區(qū)。參考以上則將運輸上山和軌道上山設(shè)置在m煤層下距離為210m的巖層之中，回風(fēng)上山設(shè)置在m煤層之中。兩條巖石上山2間距為20m，為便于運煤和布置區(qū)段溜煤眼，運輸上山布置在必軌道上山層位低5m處。3—采區(qū)下部軸4—采區(qū)貓上山5—癒犠±山3—采區(qū)下部軸4—采區(qū)貓上山5—癒犠±山6—采餌肚山9-mnmio-mom11-踰回風(fēng)集中平志13-鵝黠14-翩麴解縄15-上區(qū)加1腿騙秫運煤:煤層工作面二:*=c152-WMt7-m輔12-下區(qū)加1:0上赭職平舂16-±^miram17-±On2^Wt 18-駆上部輔19-KOMB0-癒軌已一采毆暢22-24-mi25-^26-WH201煤層工作面->——*17煤層工作面->——*17201通風(fēng)：新鮮風(fēng)流>>> ■>* 31 >>5―>>>—7>: 8>1二、102212一'■>113二>1 15 m煤層工作面；污風(fēng)二>11626二1 6- 2;新鮮風(fēng)流:::：=^卜 :：3 :::片=:::：r■:::：81022=> 1—13=>17 m煤層工作面A；污2風(fēng) 111 ：■■■■： =6=：1:: 2。材料與設(shè)備:：#：：1——a5——18 >2 ：："6^=>11——A比： m煤層工作面；1十二: =^：：: =15 —:18——:」611m煤層工作面。2六、井底車場形式及選擇井底車場是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運輸和提升兩個環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉。因此，井底車場設(shè)計得是否合理，直接影響著礦井的安全和生產(chǎn)。6.1井底車場的形式本礦采用立井開拓，決定采用立井刀式環(huán)行車場。這種車場在直線段上頂推重車比較安全，調(diào)度工作簡單，通過能力較大。由于本礦采用礦車運輸，煤炭經(jīng)3噸底卸式礦車運輸至井底煤倉，矸石由1.5噸固定礦車運輸至副井。主井的提升設(shè)備采用箕斗，副井的提升設(shè)備采用罐籠。礦車技術(shù)參數(shù)：使用范圍：主要用于井上、井下運輸煤、矸石、材料、設(shè)備等物品。也可用于其它礦山或地下工程運輸物料之用。結(jié)構(gòu)特征：有固定箱式、翻斗式。技術(shù)特征品稱產(chǎn)名型號容積（m3）載重（t）距mm軌{>軸距（mm）牽引高度（m）車輪直徑（m）外形尺寸長X寬X高（m）重量（婕）1噸固定MG1.1-6A1.116005503203002000x880X1150592

箱式礦車1.5MG1.7-1.71.57503002400x1050718噸固6AX1200定箱式礦車0.5MF0.6—0.60.55002501700x900374噸翻6x1050斗式礦車0.75MF0.750.750.76503001832x992520噸翻—65x1239斗式礦車3噸MD3.3-3.3311003503450x120